JPH01225280A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、たとえば反射光を用いて原稿を読炊り、そ
の読取った画像信号をコンピュータ等の外部機器に出力
する画像読取装置に関する。

（従来の技術） 最近、パーソナル・コンピュータ等の機能向上にともな
い、各種の画像情報をコンピュータへ入力するためのデ
ジタル方式の画像読取装置が一般に出回るようになって
きている。

しかし、上記のような画像読取装置では、被読取物とな
る原稿を外部光源で照射し、その反射光をＣＣＤ等の光
電変換素子で受け、アナ・ログ電気信号に変換した後、
Ａ／Ｄ変換器を用いてデジタル画像を得るようになって
いる。

この際、外部光源としては、現在ハロゲンランプや蛍光
燈が主°流であり、その他キセノンランプやＬＥＤアレ
イ等も用いられている。

これらの光源を用いた場合に、光源が読取り領域に渡っ
て均一な光量分布を持っていないため、その不均一性を
何らかの方法で修正（補正）しなければならないように
なっている。

また、光源に限らず、光電変換素子自体が画素ごとに感
度ばらつきを持っているのが通常であり、その不均一性
を何らかの方法で修正（補正）しなければならないよう
になっている。

それらの光源および光電変換素子の不均一性を修正（補
正）する方法が色々と考えられており、一般にシェーデ
ィング補正と呼ばれている。

このシェーディング補正には大きく別けて２つの種類が
ある。

第１の方法としては、光が光電変換素子に到達する前に
補正する方法で、光源の光量不均一を打消すような形状
の開口部を設けて光電変換素子の受光面での光量分布を
読取り領域全域でフラットにするものである。ただし、
この方法は光電変換素子自体の感度のばらつきは考慮し
ていない。

第２の方法としては、画像データを受光した後に、電気
回路で演算して画像の部分による不均一性を補正するも
のである。

たとえば、−船釣には、読取り領域外に白色の基準板を
置き、−旦この基準板に対するデータを読込み、このデ
ータを光源および光電変換素子のばらつきを含んだ最大
値として記憶しておき、この値をフルレンジとして、読
取り画像の補正を行なうものである。

第６図は、光源に蛍光燈、光電変換素子にＣＣＤセンサ
を用い、白色基準板を読取った場合のＣＣＤの出力信号
の例である。主走査方向（ＣＣＤセンサの各アレイが並
んでいる方向）の両端で出力信号が低下しているのは、
蛍光燈の両端の光量が低いためである。また、高周波の
低振幅の信号は光電変換素子による感度ばらつきを示し
ている。

一般的に、精度の必要なシェーディング補正には、上記
第２の方法を用い、各素子ごとの補正を行なっている。

しかし、基準となる白色板が汚れていたり、ごみが乗っ
ていたりすると、実際の値とは違った基準データを読取
ってしまう。このため、多くの場合、白色板上の数箇所
のデータを平均して基準のデータとしている。この方法
は汚れ、ごみの影響を軽減するだけでなく、平均するこ
とで、回路上のランダムノイズをも減らす働きがある。

ところが、上記のような第２の方法を用いた画像読取装
置では、画像分解能が非常に高い場合（１６本／　ｍ　
ｍ　ｓ　８本／　ｍ　ｍ等）、極少のごみでも読取って
しまい、平均回数をかなり多くとってもその影響が除外
できなくなるという欠点があった。

たとえば、第７図（ａ）に示すように、白色基準板７０
の上に汚れ、ごみが付いている状態において、−点鎖線
で示すように、ＣＣＤラインセンサによる複数回（１６
回）の読取り走査が行なわれるようになっている。これ
により、何回Ｃｂ’）に示すような、第１回目の読取り
走査により得られた主走査方向のＣＯＤ出力信号は、汚
れ、ごみの部分のノイズが見られ、それ以外のところで
は光電変換素子によ名ランダムノイズが現われている。

また、同図（Ｃ）に示すような、１６回の読取りデータ
の平均値としての基準データは、汚れ、ごみの部分の影
響が軽減されていることが分るが、完全には消えていな
い。

そこで、このノイズを含んだデータを基準値としてシェ
ーディング補正が行なわれているため、このノイズが生
じている部分の読取りデータには、常に、ノイズが乗る
ことになり、結果として、画面に筋状のノイズが乗るよ
うになってしまう。ただし、１６回の平均により、全体
的に出ていたランダムノイズは軽減されている。

したがって、白色基準板７０上のごみ、汚れ等の影響に
より、正確なシェーディング補正を行なうことができず
、安定した画像データを得ることができないという欠点
があった。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、基準板上のごみ、汚れ等の影響により、正
確なシェーディング補正を行なうことができず、安定し
た画像データを得ることができないという欠点を除去す
るもので、基準板上に仮にごみ、汚れが付着しても、正
確なシェーディング補正を行なうことができ、安定した
画像データを得ることができる画像読取装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （課題点を解決するための手段） この発明の画像読取装置は、原稿を光学的に走査するこ
とにより、その原稿の画像情報を読取るものにおいて、
上記原稿に対して光を照射する光源、上記原稿からの光
を受光して電気信号に変換する光電変換手段、上記原稿
の読取領域外に設けられる基準板、上記光源からの光が
上記基準板を介して上記光電変換手段に導かれることに
より得られる、上記基準板における複数箇所の領域に対
する電気信号の最大値を基準データとして読取る手段、
およびこの手段により得られた基準データを用いて上記
原稿による光電変換手段での電気信号の規格化を行なう
規格化手段から構成されている。

（作用） この発明は、基準となる基準板を読取る際、数箇所の分
散した領域のデータを読込み、各々の領域のデータの最
大値を基準値とするようにしたものである。

（実施例） 以下°、この発明の一実施虻りいて図面を参雁して説明
する。

第２図および第３図はこの発明の画像読取装置として、
原稿を読取り、コンピュータ等の外部機器にその読取っ
た画像信号を出力するスキャナを示すものである。すな
わち、１はスキャナ本体で、この本体１の上面前部には
操作パネル（図示しない）が設けられている。この本体
１の上面には、透明ガラスによって構成される原稿載置
台（プラテンガラス）２が固定されている。

そして、本体１の内部には原稿走査部４が設けられてい
る。この原稿走査部４は、上記原稿載置台２の下方に設
けられ、その下面に沿って図示矢印ａ方向に往復移動す
ることにより、原稿載置台２上にセットされた原稿０を
光学的に走査するものであり、原稿０を照明する照明ラ
ンプ（蛍光灯）２１、たとえばＣＣＤ形ラインイメージ
センサなどを主体に構成され、上記原稿０からの反射光
を受光し光電変換することにより、原稿０の画像を電気
信号として出力する光電変換器（光電変換手段）２２、
原稿Ｏからの反射光を光電変換器２２へ導く光学系（光
集束性レンズ）２３、上記光電変換器２２を駆動し、か
つ上記光電変換器２２からのアナログ画像信号をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５９を含む電気回路部、
およびこれらを支持するキャリッジ２４によって構成さ
れる。

上記光電変換器２２は、たとえばＡ３サイズの原稿の横
方向（２９７ｍｍ）を１６本／　ｍ　ｍの解像度でかつ
カラーで読取るために１４２５６個のＣＣＤで構成され
るようになってい°る。

上記キャリッジ２４は、第３図に示すように案内レール
２５と案内軸２６とによって矢印ａ方向に往復移動自在
に案内されている。そして、案内軸２６の一端側には正
逆転可能な走査用モータ（たとえばパルスモータ）２７
によって駆動される駆動プーリ２８が、他端側には従動
プーリ２９がそれぞれ配設されており、これらプーリ２
８゜２９間にはタイミングベルト３０が掛渡されている
。タイミングベルト３０の一点は、固定部材３１を介し
てキャリッジ２４に固定されている。

これにより、走査用モータ２７が正あるいは逆回転する
ことによりキャリッジ２４が直線移動するようになって
いる。

また、上記原稿載置台２の端部上面には、原稿０を載置
する基準面とするスケール４１、および白色基準板（基
準板）４３が設けられる。

上記白色基準板４３は、本体１の内側に設けられ、上記
原稿走査部４によって読取り走査が行えるようになって
いる。

第１図は全体的な制御系統を概略的に示すものである。

すなわち、全体を制御する制御部としてのＣＰＵ５１は
、操作パネル５２、規格化回路５３、基準データ作成部
５５、光源制御部５６、モータ駆動部５８、およびＡ／
Ｄ変換器５９とそれぞれ接続されている。

上記操作パネル５２は、原稿の読取開始を指示するキー
等によって構成されている。上記基準デ−タ作成部５５
は、上記白色基準板４３の複数箇所（４箇所）の領域か
らの複数走査ライン（４走査ライン）に対する反射光を
Ａ／Ｄ変換した画像データから一走査ラインに渡る基準
データを作成するものであり、たとえば選択回路６１、
加算回路６２、たとえば記憶容量が１６にバイトの記憶
回路６３、およびメモリ５４によって構成されている。

すなわち、選択回路６１は、ＣＰＵ５１から供給される
選択信号に応じてＡ／Ｄ変換器５９がら供給される画像
データを選択的に加算回路６２へ出力するものである。

これにより、選択回路６１は、第４図に示すように、■
から■までの４つの読取り領域におけるそれぞれ４走査
ラインずつの読取りデータを加算回路６２へ出力するよ
うになっている。

上記ＣＰＵ５１は、上記原稿走査部４の移動を走査用モ
ータ２２の駆動ステップ数で管理するようになっており
、たとえばホームポジション位置から第１の領域■に達
した際に、選択回路６１に選択信号が出力されるように
なっている。これにより、選択回路６１は、第１の領域
■の１番目に読取り走査した１ライン分の読取りデータ
を加算回路６２に出力するようになっている。

加算回路６２では、上記記憶回路６３に記憶されている
記憶内容と上記選択回路６１からの一走査ラインごとの
読取りデータを１画素ごとに加算するものであり、この
加算結果で記憶回路６３の記憶内容を更新するようにな
７ている。これにより、記憶回路６３には、上記白色基
準板４３における■から■までの４つの読取り領域ごと
に、それぞれ４走査ラインずつの読取りデータを加算し
た結果が記憶され（各画素に対応して１０ビツトで記憶
され）、その先頭ビットから８ビツトにその加算結果を
１／４した平均値が記憶されるようになっている。上記
記憶回路６３の各画素ごとの先頭ビットから８ビツトま
でに記憶されているデータを、各領域に対する各画素ご
との基準データとして出力するようになっている。

これにより、ＣＰＵ５１は上記第１の領域の４走査ライ
ンの平均値（各画素ごと）をメモリ５４に記憶し、以後
、第２の領域における４走査ラインの平均値が供給され
るごとに、メモリ５４の各画素ごとの記憶内容と順次比
較し、大きな方の値をメモリ５４に記憶するようになっ
ている。この結果、メモリ５４は、−走査ラインに渡る
基準データが記憶されるものである。

この結果、白色基準板４３における読取り領域はＪｔｌ
所に分割され（図中■、〜■）、従来の第７図（ａ）に
比べ、広い範囲の基準データを読取っている。それぞれ
の領域で４回の読取り走査が行なわれ、読取り走査とし
ては従来と同じ１６回となっている。ただし、ここでは
各領域では平均をとるが、４つの領域の平均のうちの最
大値を最終的な基準データとしている点が従来と異なっ
ている。この最大値をとるのは、当然ごみの影響を無く
すためのものであるが、単純に最大値のみをとっていく
と、ランダムノイズのピークをとってしまうことになり
、細かい部分で正確に基準データを得ているとは言えな
くなってしまう。このため、各領域で４回の平均をとり
、ランダムノイズの影響を押えている。

上記規格化回路５３は、原稿からの反射光をＡ／Ｄ変換
した画像データとメモリ５４に記憶されている基準デー
タにより規格化（シェーディング補正、つまり、照明ラ
ンプ２１の光量分布、光電変換器２２のばらつきに対す
る補正）を行なうものである。

上記光源制御部５６は、前記照明ランプ２１と接続され
、その点灯制御および光量制御を行なう。

上記モータ駆動部５８は、前記走査用モータ２７と接続
され、その駆動を行なう。上記Ａ／Ｄ変換器５９は、前
記光電変換器２２と接続され、その光電変換器２２から
の電気信号をデジタル信号に変換して上記ＣＰＵ５１へ
出力するものである。

次に、上記のような構成において動作を説明する。たと
えば今、原稿載置台２上に原稿０を載置し、読取開始キ
ーを投入する。

すると、ＣＰＵ５１は、照明ランプ２１を点灯するとと
もに、走査用モータ２７を駆動することによりキャリッ
ジ２４を同期して移動する。これにより、照明ランプ２
１からの光は原稿載置台２を介して白色基準板４３およ
び原稿Ｏに照射される。これらの白色基準板４３および
原稿Ｏからの反射光は光学系２３を介して光電変換器２
２に導かれる。この光電変換器２２は、その光を電気信
号に変換しＡ／Ｄ変換器５９へ送る。Ａ／Ｄ変換器５９
は、このアナログ信号をデジタル信号に変換する。

このＡ／Ｄ変換器５９からの白色基準板４３による読取
り信号は基準データ作成部５５に供給される。これによ
り、基準データ作成部５５は上記Ａ／Ｄ変換器５９から
供給される４つの読取り領域■〜■における４つの走査
ラインの画像データを用いて基準データが作成され、メ
モリ５４に記憶される。

すなわち、ＣＰＵ５１は走査用モータ２２の駆動ステッ
プ数が第１の領域■に達した際、選択回路６１に選択信
号が出力される。これにより、第１の領域■の１番目に
読取り走査した１ライン分の読取りデータが加算回路６
２を介して記憶回路６３に供給され、記憶される。

ついで、走査用モータ２２の駆動ステップ数が＋１した
際、ＣＰＵ５１はまた選択回路６１に選択信号を出力す
る。すると、第１の領域■の２番目に読取り走査した１
ライン分の読取りデータが加算回路６２に供給される。

これにより、加算回路６２は、上記選択回路６１からの
読取りデータと記憶回路６３からの記憶内容とを１画素
ごとに加算し、再び記憶回路６３に供給され、記憶され
る。

以後、第１の領域■の３番目、４番目に読取り走査した
１ライン分の読取りデータも上記同様に加算され記憶回
路６３に記憶される。

この後、ＣＰＵ５１は記憶回路６３の各画素に対応する
データの先頭ビットから８ビツトずつを取出すことによ
り、４走査ラインの平均のデータを読出し、メモリ５４
に記憶する。

そして、上記記憶回路６３から第２の領域■における４
走査ラインの平均＠Ｃ各画素ごと）が供給されると、Ｃ
ＰＵ５１はメモリ５４の記憶内容（各画素ごと）と順次
比較し、大きな方の値をメモリ５４に記憶する。また、
上記記憶回路６３から第３、第４の領域■、■における
４走査ラインの平均値が供給された場合も、ＣＰＵ５１
はメモリ５４の記憶内容と順次比較され、大きな方の値
がメモリ５４に記憶される。

この結果、メモリ５４には、−走査ラインに渡る基準デ
ータが記憶される。

そして、Ａ／Ｄ変換器５９からの原稿Ｏからの信号は規
格化回路５３により上記メモリ５４に記憶されている基
準データを用いて規格化され、読取データとして外部装
置（図示しない）へ出力される。

上記したように、白色基準板を読取る際、数箇所の分散
した領域における複数の走査ラインに対する各画素ごと
の画像データを読込み、その平均値を算出し、各々の領
域でのデータ（平均値）の最大値を基準値とするように
したものである。これにより、白色基−板上に仮にごみ
、汚れが付着しても、その影響を除去でき、しかもラン
ダムノイズ等を軽減できる。この結果、正確なシェーデ
ィング補正を行なうことができ、安定した画像データを
得ることができる。

なお、前記実施例では、領域が４箇所で１つの領域にお
ける読取り回数が４回の場合について説明したが、これ
に限らず、領域の箇所数、１つの領域における読取り回
数も他の数であっても良い。

この場合、１つの領域における読取り回数を増やせばラ
ンダムノイズの影響は軽減できるが、基板上の汚れをよ
り多く含む可能性がある。このため、たとえば１つの領
域における１簡所に停止し、その位置で複数回の読取り
を行なった結果としての平均データを出力することによ
り、ごみ、汚れを読込む可能性が減じられる。また、領
域数を増やした場合は、より正確なシェーデング補正デ
ータとしての基準データを得ることができる。

また、原稿走査部が移動しながら光電変換器が読取り走
査を行なう場合について説明したが、これに限らず、１
走査ラインごとに原稿走査部が停止して読取り走査を行
なうようにしても良い。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、基準板上に仮に
ごみ、汚れが付着しても、正確なシェーディング補正を
行なうことができ、安定した画像データを得ることがで
きる画像読取装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図はこの発明の一実施例を説明するため
のもので、第１図は全体的な制御系統を概略的に示すブ
ロック図、第２図は内部構成を概・略的に示す側面図、
第３図は原稿走査部の走査器移動機構を示す斜視図、第
４図は白色基準板の一部における読取り走査状態を説明
するための平面図、第５図（ａ）〜（ｄ）は光電変換部
の各走査ごとの出力信号を説明するための波形図、第５
図（ｅ）は基準データを説明するための波形図であり、
第６図およびｍ７図は従来例を説明するため喪 のちので、第６図は白色基準板の読取り婢査信号の出力
例を示す図、第７図（ａ）は白色基準板の一部における
読取り走査状態を説明するための平面図、第７図（ｂ）
は光電変換部の各走査ごとの出力信号を説明するための
波形図、第７図（ｃ）は基準データを説明するための波
形図である。 ２・・・操作パネル、４・・・原稿走査部、２１・・・
照明ランプ（光源）、２７・・・走査用モータ、２２・
・・光電変換器（光電変換手段）、４３・・・白色基準
板、５１・・・ＣＰＵ、５２・・・操作パネル、５３川
規格化回路、５４・・・メモリ、５５・・・基準データ
作成部、６１・・・選択回路、６２・・・加算回路、６
３・・・記憶回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ＃ｆ２図 ２つ −第３図 ■ＯθＧ 基≠テ―り→ す走査方向 第６図 （ｂ）　　　士疋童万句 （１）　　　主よ１伯 等７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原稿を光学的に走査することにより、その原稿の画像情
   報を読取る画像読取装置において、上記原稿に対して光
   を照射する光源と、 上記原稿からの光を受光して電気信号に変換する光電変
   換手段と、 上記原稿の読取領域外に設けられる基準板と、上記光源
   からの光が上記基準板を介して上記光電変換手段に導か
   れることにより得られる、上記基準板における複数箇所
   の領域に対する電気信号の最大値を基準データとして読
   取る手段と、この手段により得られた基準データを用い
   て上記原稿による光電変換手段での電気信号の規格化を
   行なう規格化手段と、 を具備したことを特徴とする画像読取装置。